新苏教版高中化学必修1学案 5：4.1.1 二氧化硫的性质和应用

第一单元含硫化合物的性质
第1课时二氧化硫的性质和应用
【学习目标】
1．能从物质类别和元素化合价的角度，预测硫、二氧化硫的性质及转化，培养宏观辨识与微观探析的化学学科核心素养。

2．能根据二氧化硫的性质，设计简单实验方案，完成操作，观察现象，并对实验现象作出解释，培养科学探究与创新意识的化学学科核心素养。

3．了解二氧化硫作为食品添加剂的合理使用要求，培养科学态度与社会责任的化学学科核心素养。

【知识梳理】
一、硫
1．硫元素在自然界中的存在形式
在自然界中有态和态两种存在形式，其中态的硫主要存在于硫化物和硫酸盐中，火山喷出物中还含有硫的氢化物及氧化物等。

化石燃料石油、煤中也存在硫元素，化石燃料燃烧能放出少量的二氧化硫气体。

2．硫单质(俗称硫黄)的物理性质
3．硫单质的化学性质
(1)硫的还原性
硫与O2的反应：现象：硫在空气中燃烧发出火焰，在纯氧中燃烧发出明亮的色火焰，产生有刺激性气味的气体。

反应的化学方程式：。

(2)硫的氧化性
与H2反应：。

与Na反应：。

与Fe反应：。

与Cu反应：。

与Al反应：。

(3)硫和强碱(如NaOH)溶液反应。

[名师点拨]
(1)硫在空气中燃烧只能生成SO2，不能生成SO3。

(2)硫单质的氧化性较弱，与变价金属反应时，一般只能生成低价态金属硫化物。

对点练习：
1．不能由两种单质直接化合而成的是()
A．FeCl3B．Na2S C．Cu2S D．SO3
2．下列说法正确的是()
A．硫是一种难溶于水的黄色晶体
B．硫与金属反应时作氧化剂，与非金属反应时作还原剂
C．硫与铁反应时生成硫化铁
D．硫元素在自然界中仅以化合态存在
3．洗涤试管内壁上附着的硫黄，可选用的方法是()
A．用CS2洗涤B．通入H2加热
C．加热试管使硫熔化D．用酒精洗涤
4．下列说法不正确的是()
A．在自然界中有游离态的硫存在
B．试管内壁上的硫粉可以用热的碱液除去
C．硫与金属反应，生成金属的低价态化合物
D．硫的氧化性比氯气的强
二、二氧化硫的性质及用途
实验
操作
实验
现象试管中液面上升pH试纸变红
滴入BaCl2溶液，无明
显现象，然后滴入
H2O2，出现白色沉淀
振荡后溶液红色
褪去，再加热溶液
恢复红色
[问题探讨]
1．分别将SO2及Cl2通入品红溶液中并加热，现象有何不同？若分别通入紫色石蕊试液中呢？
2．将等物质的量的SO2和Cl2同时通入同一品红溶液中，有何现象？请解释原因。

3．已知：CO2与NaOH溶液反应。

CO2少量时主要生成碳酸盐，CO2足量时生成碳酸氢盐。

写出SO2与NaOH溶液、氨水、澄清石灰水反应的化学方程式和离子方程式。

4．SO2有毒，食品能否用SO2漂白？
核心归纳：
1．SO2的性质与用途
(1)物理性质
(2)化学性质
(3)用途
制硫酸、作漂白剂(漂白纸浆、毛、丝等)、杀菌消毒、作食品添加剂。

2．亚硫酸的性质
(1)不稳定性：H2SO3SO2↑＋H2O；
(2)弱酸性：H2SO3H＋＋HSO－3，HSO－3H＋＋SO2－3；
(3)还原性：2H2SO3＋O2===2H2SO4，H2SO3＋H2O2===H2SO4＋H2O。

[名师点拨]
常见的能用于漂白的物质的比较
类型化合型氧化型吸附型物质SO2
Cl2、HClO、次氯酸盐、H2O2、
Na2O2、O3
活性炭
漂白原理与有色物质化合生成不稳定
的无色物质
将有色物质氧化为无色物质吸附有色物质
变化
类型
化学变化化学变化物理变化
漂白特点可逆，非氧化还原漂白，加
热或久置后恢复原来颜色
不可逆，氧化还原漂白，加
热或久置后不恢复原来颜色
物理漂白，不可
逆
漂白对象具有选择性，如品红、棉、
麻、草等，不能漂白指示剂
可以漂白所有有机色质和指
示剂
一般用于溶液漂
白
对点练习：
1．下列说法错误的是()
A．二氧化硫能漂白某些物质，说明它具有氧化性
B．二氧化硫的水溶液能使紫色石蕊溶液变红，但不能使之褪色
C ．将足量二氧化硫通入酸性高锰酸钾溶液中，溶液褪色，说明二氧化硫具有还原性
D ．二氧化硫漂白过的草帽过一段时间后又会恢复到原来的颜色
2．下列物质都可用于漂白，但漂白原理与其他三种物质不相同的是( ) A ．ClO 2 B ．SO 2 C ．H 2O 2
D ．NaClO
3．下列物质能与SO 2气体反应，但无沉淀产生的是( ) ①溴水 ②Ba(OH)2溶液 ③石灰水 ④Na 2CO 3溶液 ⑤H 2SO 4 ⑥Na 2SO 4 ⑦Na 2SO 3 A ．只有① B ．①④⑤ C ．④⑥⑦
D ．①④⑦
4．下图是实验室制取SO 2并验证SO 2某些性质的装置图。

试回答：
(1)①中的实验现象为________________，此实验证明SO 2是________氧化物。

(2)②中的品红溶液将__________，证明SO 2有__________性。

(3)③中的实验现象为__________________，发生反应的化学方程式是________________________，证明SO 2有__________性。

(4)④的作用是__________________________________。

三、SO 2和CO 2的性质比较与鉴别
浓硫酸和木炭在加热时发生反应的化学方程式是2H 2SO 4(浓)＋C=====△
CO 2↑＋2H 2O ＋2SO 2↑。

用如图所示各装置设计一个实验，验证浓硫酸与木炭在加热条件下反应产生的各种产物。

[问题探讨]
1．装置②中要检验产物中有水蒸气，则放入的药品是_______________；装置③中要检验产物中有二氧化碳气体，则放入的药品是____________。

实验时可观察到装置①中A瓶的溶液褪色，C瓶的溶液不褪色，A瓶溶液的作用是__________________________，
B瓶溶液的作用是_______________________________________________________
C瓶溶液的作用是______________________________________________________。

2．若按上述所装试剂，装置连接顺序更改为下表3种情况，试分析检出物质：
核心归纳：
1．SO2和CO2性质的比较
2．SO2和CO2的鉴别方法
[注意]检验SO2中的CO2的方法：必须先检验SO2，并除去，再检验CO2。

[名师点拨]
检验CO2、SO2同时存在的实验设计流程
对点练习：
1．下列说法不正确的是()
A．SO2和CO2均有毒
B.SO2和CO2均能和澄清石灰水反应，并有白色沉淀生成
C．SO2具有漂白性，但遇石蕊溶液却不能将之漂白
D．SO2和Cl2均能使品红溶液褪色
2．检验SO2中是否混有CO2气体，可采用的方法是()
A．通过品红溶液
B．先通过足量NaOH溶液，再通入澄清石灰水
C．通过澄清石灰水
D．先通过酸性KMnO4溶液，再通过澄清石灰水
3．下列物质：①澄清石灰水②氯化钡溶液③酸性KMnO4溶液④溴水⑤酸化的Ba(NO3)2溶液⑥品红溶液⑦湿润的蓝色石蕊试纸⑧三氯化铁溶液⑨浓硫酸，不能
用来区别SO2和CO2气体的是()
A．①②⑦⑨B．①③⑧
C．①④⑤D．③④⑤⑥
4.如图是检验某混合气体A(SO2和CO2)的装置图，按要求回答下列问题：
(1)B中加入的试剂是__________，作用是_____________________。

(2)C中加入的试剂是__________，作用是_____________________。

(3)D中加入的试剂是__________，作用是___________________________________。

(4)实验时，C中应观察到的现象是_____________________________________________。

【课堂巩固】
1．下列关于SO2性质的说法正确的是()
A．氯水中通入一定量SO2气体可增强氯水的漂白性
B．紫色石蕊试液中通入SO2，溶液先变红后褪色
C．SO2既可被氧化也可被还原
D．含有酚酞的NaOH溶液中通入SO2气体，溶液变为无色，说明SO2具有漂白性2．下列有关CO2和SO2的说法，正确的是()
A．大量排放都能形成酸雨B．都具有刺激性气味
C．都能使澄清石灰水变浑浊D．都能使品红溶液褪色
3．下列关于SO2的说法中，正确的是()
A．SO2能使FeCl3、酸性KMnO4溶液变色或褪色
B．可以用澄清石灰水来鉴别SO2与CO2
C．硫粉在过量的纯氧中燃烧可以生成SO3
D．少量SO2通入浓的CaCl2溶液中可以生成白色沉淀
4．某同学设计了如下装置用于制取SO2和验证SO2的性质。

试回答以下问题：
(1)装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为________，其中反应的化学方程式为________________________。

(2)导管①的作用是______________________________。

(3)装置B中可观察到的现象是________________，体现出SO2的________性。

(4)装置D中溴水褪色，体现出SO2的____________性。

(5)E装置的作用是________________________，发生反应的离子方程式为
______________________________。

【参考答案】
【知识梳理】 一、硫
1．游离 化合 化合 2．黄 淡黄 大 难 易
3．(1)淡蓝色 蓝紫色 SO 2 S ＋O 2=====点燃
SO 2 (2) S ＋H 2=====△ H 2S 2Na ＋S=====△
Na 2S
S ＋Fe=====△ FeS 2Cu ＋S=====△ Cu 2S 3S ＋2Al=====△
Al 2S 3 (3)3S ＋6NaOH=====△
2Na 2S ＋Na 2SO 3＋3H 2O 对点练习：
1．解析：选D S 与O 2反应生成SO 2，SO 3不能由单质直接化合而成。

2．解析：选A 硫与H 2反应时作氧化剂；硫与铁反应生成硫化亚铁；硫元素在自然界中既有化合态又有游离态。

3．解析：选A 硫黄易溶于CS 2，故可用CS 2洗涤试管内壁上附着的硫黄。

4．解析：选D 游离态的硫存在于火山喷口附近或地壳的岩层里，A 正确；S 可以与热的碱液反应，B 正确；硫的氧化性较弱，与变价金属反应时，只能生成低价态金属硫化物，如S 与Fe 、Cu 反应，生成FeS 、Cu 2S ；氯气的氧化性较强，Cl 2与Fe 、Cu 反应生成高价态金属化合物FeCl 3、CuCl 2，C 正确，D 错误。

二、二氧化硫的性质及用途
SO 2易溶于水 SO 2水溶液显酸性 SO 2被H 2O 2氧化成SO 2－
4，
遇到Ba 2＋
，生成BaSO 4沉淀 SO 2具有漂白性，但生成的无色物质不稳定 [问题探讨]
1．
2．提示：等物质的量的SO 2和Cl 2同时通入同一品红溶液中，发生反应：SO 2＋Cl 2＋2H 2O===H 2SO 4＋2HCl ，SO 2失去漂白能力，品红溶液不褪色。

3．提示：SO2与CO2相似，都是酸性氧化物，与NaOH溶液、氨水、澄清石灰水的反应也相似。

4．提示：能。

食品中添加适量的SO2可以起到漂白、防腐和抗氧化等作用。

如制备食糖时用SO2对糖汁进行熏制，可使其脱色；葡萄汁中添加适量的SO2可以起到杀菌的作用，同时能防止葡萄汁中的一些成分被氧化，起到保质作用，并有助于保持葡萄酒的天然香味。

对点练习：
1．解析：选A SO2的漂白作用不同于HClO，不是利用其强氧化性，而是利用其能与有色物质化合生成不稳定的无色物质，A错误，D正确；二氧化硫的水溶液显酸性，但二氧化硫不具有漂白石蕊溶液的能力，B正确；SO2具有还原性，能被酸性KMnO4溶液氧化，C正确。

2．解析：选B ClO2、H2O2、NaClO均具有氧化性，具有漂白性，漂白的原理是与有色物质发生氧化还原反应，是永久性的和不可逆的过程；SO2具有漂白性，漂白原理是与有色物质结合成一种不稳定的无色物质，加热颜色又恢复原色，因此SO2的漂白是可逆的、非氧化还原反应的、暂时性的过程。

3．解析：选D①溴水与SO2的反应为Br2＋SO2＋2H2O===H2SO4＋2HBr；②Ba(OH)2溶液与SO2的反应为Ba(OH)2＋SO2===BaSO3↓＋H2O，生成沉淀；③石灰水与SO2的反应为Ca(OH)2＋SO2===CaSO3↓＋H2O，生成沉淀；④Na2CO3溶液与SO2的反应为Na2CO3＋
SO2===Na2SO3＋CO2；⑤H2SO4、⑥Na2SO4与SO2不反应；⑦Na2SO3与SO2的反应为Na2SO3＋SO2＋H2O===2NaHSO3，所以符合要求的是①④⑦。

4．答案：(1)石蕊试液变红酸性(2)褪色漂白(3)溶液褪色I2＋SO2＋2H2O===2HI＋
H2SO4还原(4)处理尾气SO2
三、SO2和CO2的性质比较与鉴别
[问题探讨]
1．提示：无水硫酸铜粉末澄清石灰水检验二氧化硫的存在除去气体中的SO2证明SO2气体已完全除尽
2．提示：
对点练习：
1．解析：选A A项中CO2无毒，故A错误。

2．解析：选D A选项检验的是SO2；B选项先通过足量NaOH溶液，SO2、CO2都会被吸收，再通入澄清石灰水不会产生白色沉淀；C选项SO2、CO2都会与澄清石灰水反应产生白色沉淀；只有D选项，酸性KMnO4溶液将SO2完全吸收，通过澄清石灰水，若有白色沉淀生成则一定有CO2，若无沉淀生成则无CO2，故正确答案为D。

3．解析：选A①SO2和CO2气体都会使澄清石灰水变浑浊；②SO2和CO2气体都不与氯化钡反应；③SO2气体可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，而CO2不可以；④SO2气体可以使溴水褪色，而CO2不可以；⑤SO2气体可与酸化的Ba(NO3)2溶液反应生成硫酸钡白色沉淀，而CO2不可以；⑥SO2可以使品红溶液褪色，而CO2不可以；⑦SO2和CO2气体都会使湿润的蓝色石蕊试纸变红；⑧SO2气体可以将氯化铁溶液中的Fe3＋还原为Fe2＋，溶液颜色由棕黄色变为浅绿色，而CO2不可以；⑨SO2和CO2气体都不与浓硫酸反应。

综上所述，①②⑦
⑨符合题意。

4. 解析：一定要理解题意是检验气体成分，检验SO2用品红溶液，吸收SO2用酸性KMnO4溶液，检验CO2用澄清石灰水；在检验CO2之前，必须除尽SO2，因为SO2也能使澄清石灰水变浑浊。

C装置的作用是除去SO2并检验SO2是否除尽，所以酸性高锰酸钾溶液颜色变浅，但不能褪成无色，若褪成无色则不能证明SO2已除尽。

答案：(1)品红溶液检验SO2(2)酸性KMnO4溶液除去SO2并检验SO2是否除尽(3)澄清石灰水检验CO2(4)酸性KMnO4溶液的颜色变浅但不褪成无色(或不褪色)
【课堂巩固】
1．解析：选C二氧化硫具有还原性，氯水中通入一定量二氧化硫气体时，发生反应：SO2＋Cl2＋2H2O===H2SO4＋2HCl，减弱了氯水的漂白性，故A项错误；二氧化硫溶于水，和水反应生成亚硫酸，溶液显酸性，因此可使紫色石蕊试液变红，但不能使之褪色，故B项错误；二氧化硫中硫元素显＋4价，是硫元素的中间价态，所以SO2既有氧化性又有还原性，如SO2＋2H2O＋Cl2===H2SO4＋2HCl中，S元素的化合价由＋4升高到＋6，二氧化硫被氧化，表现还原性；SO2＋2H2S===2H2O＋3S中，二氧化硫中S元素的化合价由＋4降为0，二氧化硫被还原，表现氧化性，故C项正确；含酚酞的NaOH溶液呈红色，将二氧化硫通入含酚酞的氢氧化钠溶液中，溶液变为无色，是因为SO2是酸性氧化物，与漂白性无关，故D项错误。

2．解析：选C SO2大量排放会形成酸雨，而CO2大量排放会引起温室效应，故A错误；CO2无气味，SO2具有刺激性气味，故B错误；CO2和SO2均能与澄清石灰水反应生成白色沉淀，故C正确；SO2具有漂白性，能使品红溶液褪色，而CO2不具有漂白性，故D错误。

3．解析：选A SO2有较强还原性，能使FeCl3溶液转化为FeCl2溶液，溶液变为浅绿色，SO2能使酸性KMnO4溶液迅速褪色，故A正确；SO2与CO2均能使澄清石灰水变浑浊，无法鉴别，故B错误；硫粉在过量的纯氧中燃烧只能生成SO2，故C错误；弱酸不能制强酸，则少量SO2通入浓的CaCl2溶液中不可以生成白色沉淀，故D错误。

4．解析：(1)根据仪器的结构可知，装置A中用于添加浓硫酸的仪器名称为分液漏斗，其中发生的反应为亚硫酸钠与浓硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫和水，反应的化学方程式为
H2SO4＋Na2SO3 ===Na2SO4＋SO2↑＋H2O。

(2)若没有导管①平衡压强，分液漏斗内液体不能够顺利流下，故导管①的作用是平衡气压，便于浓硫酸顺利滴下。

(3)因SO2具有漂白性，装置B 中可观察到的现象是品红溶液褪色。

(4)因SO2具有还原性，与溴发生氧化还原反应而使溴水褪色，则装置D中溴水褪色。

(5)二氧化硫为污染性气体，不能直接排放到空气中，故E 装置的作用是吸收SO2气体，防止污染空气，发生反应的离子方程式为2OH－＋SO2=== SO2－3＋H2O或OH－＋SO2=== HSO－3。

答案：(1)分液漏斗H2SO4＋Na2SO3===Na2SO4＋SO2↑＋H2O
(2)平衡气压，便于浓硫酸顺利滴下
(3)品红溶液褪色漂白
(4)还原
(5)吸收SO2气体，防止污染空气2OH－＋SO2=== SO2－3＋H2O(或OH－＋SO2=== HSO－3)。